一种针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及主动配电网规划和运行控制领域。更具体地，设及一种针对主动配电 网的静态电压稳定性判定方法。
【背景技术】
[0002] 连续潮流算法是求取电力系统PV曲线的有力工具，通过连续潮流算法得到的裕 度指标可W对电力系统的电压稳定性进行定量分析及判定，有效衡量系统的电压稳定性。
[0003] 目前对于电力系统的静态电压稳定性判定方法的研究，国内外的研究方向主要集 中在采用连续潮流算法对输电网的电压稳定性进行分析上。现有的适用于输电网的连续潮 流算法是基于牛顿-拉夫逊方法建立起来。
[0004]目前，大量分布式电源接入到主动配电网中，使得主动配电网的规划和运行控制 存在很多问题和挑战。其中，主动配电网的静态电压稳定性是主动配电网的规划和运行控 制的分析基础和计算依据，所W，如何判定主动配电网的静态电压稳定性的问题是主动配 电网领域的新问题和关键性问题，迫切需要开展研究，W发展适用于主动配电网的静态电 压稳定性判定方法。
[0005] 主动配电网具有支路参数R/X比值较大、=相负荷的不对称、分布式电源高渗透 率接入等特点，表现出与输电网不同的特性。但牛顿-拉夫逊方法对电压初值非常敏感，且 收敛性较差，特别是，主动配电网中支路参数R/X比值较大，从而导致雅可比矩阵无法实现 解禪。因此，现有的基于牛顿-拉夫逊方法建立起来的连续潮流算法并不适用于对主动配 电网的静态电压稳定性进行判定。
[0006] 因此，需要提供一种针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法，该方法能够准 确地判定出主动配电网的静态电压稳定性，为主动配电网的规划和运行控制提供分析基础 和计算依据。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法，实现对 主动配电网的静态电压稳定性的准确判定，从而为主动配电网的规划和运行控制提供分 析基础和计算依据。
[000引为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0009] 一种针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法，该方法包括如下步骤：
[0010]S1、建立主动配电网模型；
[0011]S2、利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法计算主动配电网中各节点的节点电压， 生成主动配电网的初始运行状态；
[0012]S3、预测主动配电网各未来运行状态中各节点的节点电压，并利用基于灵敏度矩 阵的前推回代算法对每一次预测过程中的节点电压进行校正，生成主动配电网各未来运行 状态；
[0013] S4、利用局部参数化方法计算负荷参数分量，如果负荷参数分量大于零则主动配 电网的负荷未达到静态电压稳定临界点，转入步骤S3 ;如果负荷参数分量小于等于零则主 动配电网的负荷已达到静态电压稳定临界点，转入步骤S5 ;
[0014] S5、拟合得出主动配电网的PV曲线，计算主动配电网电压稳定裕度，并根据主动 配电网的PV曲线和电压稳定裕度判定主动配电网的静态电压稳定性。
[0015] 优选地，步骤S1进一步包括如下子步骤：
[0016] S1.1、将分布式电源分为同步电机接口类型的分布式电源、异步电机接口类型的 分布式电源、电压控制变流器接口类型的分布式电源和电流控制变流器接口类型的分布式 电源该四个类型的分布式电源，并分别建立不同类型的分布式电源的模型；
[0017] S1. 2、基于配电系统原始稳态数据，建立配电系统模型，并生成节点关联矩阵、节 点阻抗矩阵W及PV节点的灵敏度矩阵。
[0018] 优选地，步骤S2进一步包括如下子步骤：
[0019] S2. 1、设定主动配电系统初始状态；
[0020] S2. 2、利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法计算主动配电网的初始运行状态中各 支路电流和各节点电压；
[0021] S2. 3、根据基于灵敏度矩阵的前推回代算法计算得到的各节点电压，生成主动配 电网的初始运行状态。
[0022] 优选地，步骤S2.2的过程为：
[0023] 根据主动配电网的节点关联矩阵计算前推、回代的迭代过程中各支路电流和各节 点的节点电压；
[0024] 在前推回代算法的每一次迭代过程中，判定各节点电压是否满足设定的精度要 求，若满足则转入步骤S3,若不满足则修正节点的无功功率，利用修正后的节点无功功率重 新计算此次迭代过程中的各支路电流和各节点电压；
[00巧]根据基于灵敏度矩阵的前推回代算法计算得到的各节点电压，生成主动配电网的 初始运行状态。
[002引优选地，修正节点的无功功率的方法为：
[0027] 若节点为电压静特性节点，则根据分布式电源模型进行无功功率修正；
[0028] 若节点为PV节点，则根据PV节点的灵敏度矩阵进行无功功率修正，公式如下：
[0029] AQ=M-1AV
[0030] Qk=Qk-i+AQ
[003。 公式中，M为PV节点的灵敏度矩阵，
n为PV节点的个数，AVi为节 点i的电压幅值增量
，AQi为节点i注入的无功功率增量；Qk为第k次潮流 计算得出的PV节点的无功功率的修正值，Qk_i为第k-1次潮流计算得出的PV节点的无功功 率的修正值，其中PV节点的灵敏度矩阵M的定义如下：
[0032]
[003引公式中，Z。为第i个PV节点的自阻抗；Z。为第i个PV节点和第j个PV节点之 间的互阻抗。
[0034] 优选地，步骤S4包括如下子步骤：
[00巧]S4. 1、通过切线法预测并利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法进行校正，得到主 动配电网第二个运行状态中各节点的节点电压，生成主动配电网第二个运行状态；
[0036] S4. 2、通过割线法预测并利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法进行校正，得到主 动配电网第=个运行状态中各节点的节点电压，生成主动配电网第=个运行状态；
[0037] S4. 3、采用拉格朗日二阶插值法预测并利用基于灵敏度矩阵的校正方法进行校 正，得到主动配电网第四个及W后的运行状态中各节点的节点电压，生成主动配电网第四 个及W后的运行状态。
[0038] 优选地，利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法进行校正的方法为：
[0039] 更新主动配电系统运行状态；
[0040] 利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法校正当前预测过程中得到的主动配电网中 各支路电流和各节点电压；
[0041] 根据基于灵敏度矩阵的前推回代算法校正得到的各节点电压，生成主动配电网的 当前运行状态。
[0042] 优选地，利用基于灵敏度矩阵的前推回代算法校正当前预测过程中得到的主动配 电网中各支路电流和各节点电压的过程为：
[0043] 根据主动配电网的节点关联矩阵计算前推、回代的迭代过程中各支路电流和各节 点的节点电压；
[0044] 在前推回代算法的每一次迭代过程中，判定各节点电压是否满足设定的精度要 求，若满足则转入步骤S4 ;若不满足则修正节点的无功功率，利用修正后的节点无功功率 重新计算此次迭代过程中的各支路电流和各节点电压。
[0045] 优选地，修正节点的无功功率的方法为：
[0046] 若节点为电压静特性节点，则根据分布式电源模型进行无功功率修正；
[0047] 若节点为PV节点，则根据PV节点的灵敏度矩阵进行无功功率修正，公式如下：
[0048] A Q = M-1 A V
[0049] Qk=Qk-i+AQ
[0050] 公式中，M为PV节点的灵敏度矩阵，
，n为PV节点的个数，AVi为节 点i的电压幅值增量；
A Qi为节点i注入的无功功率增量；Qk为第k次潮流 计算得出的PV节点的无功功率的修正值，Qk_i为第k-1次潮流计算得出的PV节点的无功功 率的修正值，其中PV节点的灵敏度矩阵M的定义如下：
[0051]
[005引公式中，Z。为第i个PV节点的自阻抗；Z。为第i个PV节点和第j个PV节点之 间的互阻抗。
[0053] 本发明的有益效果如下；
[0054] 本发明所述技术方案是针对主动配电网的特点和特性提出的，适用于对主动配电 网的静态电压稳定性的判定，能够准确地判定出主动配电网的静态电压稳定性，从而为主 动配电网的规划和运行控制提供分析基础和计算依据，且本发明所述技术方案具有判定结 果准确、计算速度快、收敛性好的优点。同时，本发明所述技术方案在判定过程中依据分布 式电源的工作原理和控制特性，设计了不同类型的分布式电源模型，使得对分布式电源的 建模更加准确，进而使得最终的判定结果也更加准确。
【附图说明】
[0055] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0056] 图1示出针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法流程图。
[0057] 图2示出针对主动配电网的静态电压稳定性判定方法中适用于主动配电网的连 续潮流算法原理图。
[0058] 图3示出不同类型的分布式电源并入主动配电网前后节点的PV曲线对比图， 其中，3-a示出PQ类型分布式电源并入主动配电网前后节点的PV曲线对比图，3-b示出 P-Q(V)类型（异步发电机接口类型）类型分布式电源并入主动配电网后前后节点的PV曲 线对比图，3-C示出PV类型分布式电源并入主